一種用于跨海橋梁施工的最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及跨海橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種用于跨海橋梁施工的最大風(fēng) 浪預(yù)報(bào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著中國社會經(jīng)濟(jì)對交通運(yùn)輸日益增長的需求，跨海橋梁的建設(shè)在近些年空前發(fā) 展，建成了以杭州灣跨海大橋、港珠澳跨海大橋等為代表的世界級跨海大橋，在建橋梁以平 潭跨海大橋?yàn)榈湫痛怼?br>[0003] 在跨海橋梁的施工過程中，施工海域處風(fēng)浪過大將影響到大臨結(jié)構(gòu)及橋梁的安全 施工，具體施工時(shí)一般要設(shè)定施工風(fēng)浪閥值，在極端風(fēng)浪情況下還需要考慮橋梁施工現(xiàn)場 的防護(hù)及施工船只的避港，因此在進(jìn)行施工安排及進(jìn)程管控決策時(shí)，需要通過風(fēng)浪預(yù)警措 施獲取未來幾天的風(fēng)浪情況。
[0004] 橋梁施工海域一般屬于較大的某外海海域，傳統(tǒng)的風(fēng)浪預(yù)警措施是根據(jù)海洋氣象 預(yù)報(bào)臺公布的某外海海域的氣象預(yù)報(bào)而制定的，由于橋梁施工海域一般靠近大陸，屬于該 外海海域的邊緣區(qū)域，因此，橋梁施工海域的風(fēng)浪往往與海洋氣象預(yù)報(bào)臺公布的氣象預(yù)報(bào) 偏小，使得氣象預(yù)報(bào)的參考價(jià)值下降很多，不利于橋梁施工資源的優(yōu)化配置、施工安排及進(jìn) 程管控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于跨海橋梁施工的最 大風(fēng)浪預(yù)報(bào)方法，有利于橋梁施工資源的優(yōu)化配置、施工安排及進(jìn)程管控。
[0006] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種用于跨海橋梁施工的最大風(fēng)浪 預(yù)報(bào)方法，包括以下步驟：步驟S1.在橋梁施工海域設(shè)置至少1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)均 安裝監(jiān)測儀器；步驟S2.通過所述監(jiān)測儀器實(shí)時(shí)采集風(fēng)浪的監(jiān)測數(shù)據(jù)，上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器 的數(shù)據(jù)庫中；從海洋氣象臺獲取橋梁施工海域所屬外海海域的外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)，上傳至遠(yuǎn)程 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中；步驟S3.根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儲存的同一時(shí)間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值和 外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)的每日最大值，建立兩者的比例關(guān)系，進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，獲得統(tǒng)計(jì)參數(shù)；步 驟S4.獲取海洋氣象臺公布的橋梁施工海域所屬外海海域未來時(shí)間段的外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù) 據(jù)的每日最大值，利用該外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值與所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲取 橋梁施工海域未來時(shí)間段的每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S1中，所述監(jiān)測儀器包括超聲風(fēng)速儀和/或超聲 波浪儀。
[0008] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2中，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括風(fēng)速值和/或浪高值。
[0009] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2中，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫 后，從數(shù)據(jù)庫中提取監(jiān)測數(shù)據(jù)建立在線云監(jiān)測平臺，以便相關(guān)人員實(shí)時(shí)查詢。
[0010] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S3的具體流程為：步驟S301.根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儲存 的同一時(shí)間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值和外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)的每日最大值，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)的每 日最大值與外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)的每日最大值之間的比值；步驟S302.將比值的分布范圍平均劃 分為多個(gè)區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間的比值分布數(shù)量，然后分別除以比值的總數(shù)量，得到各區(qū)間的發(fā) 生概率；步驟S303.根據(jù)各區(qū)間的發(fā)生概率，繪制比值的概率累積圖；步驟S304.獲取概率 累積圖中累積概率首次超過95%時(shí)所對應(yīng)的比值，作為橋梁施工海域最大風(fēng)浪的最大預(yù)報(bào) 比值。
[0011] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S303中，根據(jù)各區(qū)間的發(fā)生概率，還繪制比值的 概率分布圖。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S4中，所述每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的最大預(yù)報(bào)值 由所述外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值與最大預(yù)報(bào)比值相乘得到。
[0013] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S304中，還根據(jù)概率累積圖中累積概率首次超過 10%時(shí)所對應(yīng)的比值，作為橋梁施工海域最大風(fēng)浪的最小預(yù)報(bào)比值。
[0014] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S4中，所述每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào)區(qū)間的 上下限由所述外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值分別與最小預(yù)報(bào)比值和最大預(yù)報(bào)比值相乘 得到。
[0015] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S4中，獲取橋梁施工海域所屬外海海域歷年的風(fēng) 浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用該風(fēng)浪歷史數(shù)據(jù)與所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，獲取橋梁施工海域歷年 的風(fēng)浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 1、本發(fā)明通過建立監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值與外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)的每日最大值的比例 關(guān)系，并進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，獲得統(tǒng)計(jì)參數(shù)；然后利用該統(tǒng)計(jì)參數(shù)與海洋氣象臺公布的未來 時(shí)間段（一般為一周）的外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值進(jìn)行計(jì)算分析，獲取橋梁施工海 域處未來時(shí)間段（一般為一周）的每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。相對于傳統(tǒng)依靠海洋氣象臺公 布的海洋氣象預(yù)報(bào)來說，該施工預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確、參考價(jià)值更高，有利于橋梁施工資源的 優(yōu)化配置、施工安排及進(jìn)程管控，進(jìn)而降低了跨海橋梁的施工成本。另外，能夠及時(shí)有效地 對極端風(fēng)浪天氣進(jìn)行預(yù)警，以便對橋梁施工現(xiàn)場進(jìn)行提前防護(hù)，安排施工船只避港，避免潛 在的損失及危害。
[0018] 2、本發(fā)明中，相關(guān)人員通過在線云監(jiān)測平臺的終端實(shí)時(shí)查詢橋梁施工海域的風(fēng)浪 數(shù)據(jù)，能夠?yàn)闃蛄菏┕さ陌踩峁┝炕畔ⅰ?br>[0019] 3、本發(fā)明中，通過獲取海洋氣象臺公布的橋梁施工海域所屬外海海域歷年的風(fēng)浪 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并將該風(fēng)浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比，能夠獲取橋梁施工海域歷年的 風(fēng)浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠初步預(yù)測橋梁施工海域全年的風(fēng)浪情況，因此能夠?qū)绾４髽蚴?工工期和施工成本的準(zhǔn)確估測提供數(shù)據(jù)支持。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中用于跨海橋梁施工的最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)方法的步驟流程圖；
[0021] 圖2為圖1中步驟S3的具體流程圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中內(nèi)外海最大波高比的概率分布圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中內(nèi)外海最大波高比的概率累積圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例二中內(nèi)外海最大風(fēng)速比的概率分布圖；
[0025] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中內(nèi)外海最大風(fēng)速比的概率累積圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027] 參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于跨海橋梁施工的最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)方 法，包括以下步驟：
[0028] 步驟S1.在橋梁施工海域設(shè)置至少1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（本實(shí)施例中為3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)），在每 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)均安裝監(jiān)測儀器；監(jiān)測儀器包括超聲風(fēng)速儀和超聲波浪儀。優(yōu)選的，在跨海橋梁開 始建設(shè)的前一年就設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，開始監(jiān)測并采集橋梁施工海域的風(fēng)浪數(shù)據(jù)。
[0029] 步驟S2.通過所述監(jiān)測儀器實(shí)時(shí)采集風(fēng)浪的監(jiān)測數(shù)據(jù)，上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù) 庫中；從海洋氣象臺獲取橋梁施工海域所屬外海海域的外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)，上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器 的數(shù)據(jù)庫中；監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫后，從數(shù)據(jù)庫中提取監(jiān)測數(shù)據(jù)建立在線 云監(jiān)測平臺，以便相關(guān)人員實(shí)時(shí)查詢，相關(guān)人員通過在線云監(jiān)測平臺的終端（PC或者手機(jī)） 實(shí)時(shí)查詢橋梁施工海域的風(fēng)浪數(shù)據(jù)，能夠?yàn)闃蛄菏┕さ陌踩峁┝炕畔ⅰ?br>[0030] 步驟S3.根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儲存的同一時(shí)間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值和外海風(fēng)浪 數(shù)據(jù)的每日最大值，建立兩者的比例關(guān)系，進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，獲得統(tǒng)計(jì)參數(shù)；參見圖2所 示，步驟S3的具體流程為：
[0031] 步驟S301.根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儲存的同一時(shí)間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值和外海風(fēng) 浪數(shù)據(jù)的每日最大值，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大值與外海風(fēng)浪數(shù)據(jù)的每日最大值之間的比 值。
[0032] 步驟S302.將比值的分布范圍平均劃分為多個(gè)區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間的比值分布數(shù) 量，然后分別除以比值的總數(shù)量，得到各區(qū)間的發(fā)生概率。
[0033] 步驟S303.根據(jù)各區(qū)間的發(fā)生概率，繪制比值的概率累積圖；優(yōu)選的，還根據(jù)各區(qū) 間的發(fā)生概率，繪制比值的概率分布圖。
[0034] 步驟S304.獲取概率累積圖中累積概率首次超過95%時(shí)所對應(yīng)的比值，作為橋梁 施工海域最大風(fēng)浪的最大預(yù)報(bào)比值。優(yōu)選的，還根據(jù)概率累積圖中累積概率首次超過10% 時(shí)所對應(yīng)的比值，作為橋梁施工海域最大風(fēng)浪的最小預(yù)報(bào)比值。
[0035] 步驟S4.獲取海洋氣象臺公布的橋梁施工海域所屬外海海域未來時(shí)間段（本實(shí)施 例中為未來一周）的外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值，利用該外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最 大值與所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲取橋梁施工海域未來時(shí)間段（本實(shí)施例中為未來一周） 的每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。具體的，每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的最大預(yù)報(bào)值由所述外海風(fēng)浪 預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值與最大預(yù)報(bào)比值相乘得到。優(yōu)選的，每日最大風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào) 區(qū)間的上下限由所述外海風(fēng)浪預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的每日最大值分別與最小預(yù)報(bào)比值和最大預(yù)報(bào)比 值相乘得到。更優(yōu)選的，獲取橋梁施工海域所屬外海海域歷年的風(fēng)浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用該風(fēng)浪 歷史數(shù)據(jù)與所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，獲取橋梁施工海域歷年的風(fēng)浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。進(jìn)而能 夠初步預(yù)測橋梁施工海域全年的風(fēng)浪情況，因此能夠?qū)绾４髽蚴┕すて诤褪┕こ杀镜臏?zhǔn) 確預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。
[0036] 下面通過兩個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0037] 實(shí)施例一
[0038] 根據(jù)海域?qū)嶋H情況，在橋梁施工海域設(shè)置3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)均安裝超聲 波浪儀。
[0039] 通過超聲波浪儀實(shí)時(shí)采集測點(diǎn)浪高值，上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中；從海洋氣 象臺獲取橋梁施工海域所屬外海海域的外海浪高數(shù)據(jù)，上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
[0040] 根據(jù)數(shù)據(jù)庫中儲存的同一時(shí)間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大浪高值和外海浪高數(shù)據(jù) 的每日最大浪高值，獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大浪高值與外海浪高數(shù)據(jù)的每日最大浪高值的 比值。下面選取其中一個(gè)測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，示例說明。
[0041] 表1.監(jiān)測數(shù)據(jù)的每日最大浪高值與外海浪高數(shù)據(jù)的每日最大浪高值的比值關(guān)系 表
[0042]
[0043]